Расчет деревянных одностоечных опор на механическую прочность

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 5Следующая ⇒

Расчет опоры на механическую прочность можно разделить на три части: проверка на габарит, на изгиб в опасных сечениях АВ и СД, проверка закрепления опоры в грунте (рис. 3.1, 3.2).

Рис. 3.1. Схема воздушной линии

Рис. 3.2. Схема опоры воздушной линии

Проверка на габарит. Габаритом линии называется наименьшее расстояние от проводов до поверхности земли.

Габарит линии напряжением 1…110 кВ в ненаселенной местности h _г = 6 м, в населенной h _г = 7 м [1].

Расчетный габарит равен h _г = h _з – f _max, где h _з – расстояние от низшей точки провеса провода до земли (см. рис. 3.1).

Проверка на изгиб. Опору проверяют на изгиб в сечении АВ по верхней вязке бандажа и в сечении СД на уровне земли. Расчет опоры на механическую прочность ведут методом предельных состояний, принятым в строительном деле. Сущность метода заключается в том, что проверку опоры на прочность в опасных сечениях выполняют не по нормативным, а по расчетным нагрузкам. Расчетные нагрузки получаются путем умножения нормативных нагрузок на коэффициенты перегрузок.

Проверка закрепления опоры в грунте. Для ориентировочных расчетов глубины закрепления опоры в грунте используют упрощенную формулу:

(61)

где М _СД – изгибающий момент, действующий на опору в месте входа ее в грунт (сечение СД); К _у – коэффициент запаса устойчивости опоры [2]; А – коэффициент, характеризующий свойства грунта (приложение 36); в – расчетная ширина опоры, равная для одиночной опоры двум средним диаметрам подземной части опоры.

Задача 3.2

Рассчитать деревянную одностоечную промежуточную опору для трехфазной линии 10 кВ с проводами АС70 на штыревых изоляторах в ненаселенной местности. Длина пролета l = 80 м, грунт – влажный суглинок. Климатические условия те же, что и в предыдущей задаче 3.1. Опора состоит из двух бревен длиной 8 м (стойка) и 6 м (приставка) с диаметром в отрубе 0,22 и 0,25 м соответственно (см. рис. 3.1).

Необходимые данные по расчету проводов принимаем из задачи 3.1:

g ₄ = 64,5×10^–3Н/(м∙мм²), g ₅ = 52,2 ∙ 10^–3 Н/(м∙мм²).

f _max = 0,87 м.

Проверка высоты опоры на габарит:

h _г = h _з – f _max = 8 – 0,87 = 7,13 м.

Это допустимо даже для населенной местности, h _г = 6 м – для ненаселенной.

Проверка опоры на изгиб в опасных сечениях АВ и СД. Определяем расчетные нагрузки от действия ветра на провода. Нормативное значение давления ветра на провода при отсутствии гололеда таково:

Р _1Н = 3 g ₄ Fl = 3×64,5×10^–3×79,3×80 = 1228 Н. (62)

Расчетное давление с учетом коэффициента перегрузки

Р ₁ = Р _1Н К _n = 1,2×1228 = 1470 Н. (63)

где К _n – коэффициент перегрузки, берется из приложения 37.

Нормативное значение давления ветра на провода, покрытые гололедом, следующее:

Р _1Н = 3 g ₅ Fl = 3×52,2×10^–3×79,3×80 = 993 Н. (64)

Расчетное значение

Р ₁ = К _n Р _1Н = 1,4×993 = 1390 Н (см. приложение 37). (65)

Так как Р ₁ > Р _1Н, то для дальнейших расчетов принимается режим, при котором на проводах нет гололеда. В этом случае расчетное усилие составляет 1470 Н.

Определяем расчетные нагрузки от действия ветра на опору.

Нормативное значение давления ветра на стойку до сечения АВ:

Р _2НАВ = С_х Q _max H _AB d _срАВ = 0,7×400×7,2×0,25 = 504 Н, (66)

где С _х = 0,7 для опоры (коэффициент, учитывающий форму тела, помещенного в ветровой поток):

м. (67)